張凱

摘 要：項(xiàng)目以STM32單片機(jī)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一套無線傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)選用STM32F1系列單片機(jī)作為平臺，利用其豐富的內(nèi)部資源及外部設(shè)備，通過ST-Link仿真器進(jìn)行在線調(diào)試，設(shè)計(jì)并開發(fā)應(yīng)用功能，最終以HC-05藍(lán)牙傳輸方式實(shí)現(xiàn)無線通信。實(shí)驗(yàn)表明，基于STM32的無線通信系統(tǒng)準(zhǔn)確度高、延時(shí)小、操作方便，能夠滿足多種電子設(shè)備的無線功能需求。

關(guān)鍵詞：無線傳輸;單片機(jī);藍(lán)牙;傳感器;C語言;ST-Link

中圖分類號：TP393;TM910 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2020）03-00-02

0 引 言

STM32F1系列單片機(jī)具有豐富的內(nèi)部資源及外部設(shè)備，綜合考慮性價(jià)比等因素，設(shè)計(jì)了一套基于STM32單片機(jī)的無線傳輸系統(tǒng)。

1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。項(xiàng)目設(shè)計(jì)圍繞單片機(jī)展開，兩個(gè)單片機(jī)分別連接無線發(fā)射器與接收器，當(dāng)發(fā)射器發(fā)送信號時(shí)，接收器可在第一時(shí)間捕獲信號并交由下位機(jī)處理，在紅外探頭檢測到信號的同時(shí)，使用者也可通過按鍵中斷的形式控制發(fā)射器發(fā)送信號。經(jīng)HC-05藍(lán)牙傳輸模塊將信息傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，通過STM32將信息顯示在觸摸屏上。

2 熱釋電傳感器的電路分析及設(shè)計(jì)

2.1 單片機(jī)

STM32是系統(tǒng)的核心，設(shè)計(jì)中應(yīng)首先保障單片機(jī)的正常工作，再考慮系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。STM32由電源、接地、復(fù)位以及時(shí)鐘電路等組成，復(fù)位及時(shí)鐘電路如圖2所示。

單片機(jī)說明：

（1）接地端和電源端為STM32提供5 V工作電壓;

（2）復(fù)位電路：在STM32F1系列單片機(jī)中，有軟復(fù)位、按鍵復(fù)位及存儲復(fù)位三種方式，本次設(shè)計(jì)采用按鍵復(fù)位方式;

（3）時(shí)鐘電路：STM32F1系列單片機(jī)包含五個(gè)時(shí)鐘信號，本設(shè)計(jì)中，信號采集采用外部高速時(shí)鐘信號。

2.2 紅外熱釋電傳感器指示燈模塊

紅外熱釋電傳感器將檢測到的信號轉(zhuǎn)換為電信號后傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中的P1.3口。3個(gè)不同的信號燈分別由P2.0～P2.2控制。紅色燈表示無論以什么方式觸發(fā)都會進(jìn)行屏幕顯示（手動按鍵觸發(fā)或紅外熱釋電觸發(fā)），大黃燈表示紅外探頭檢測范圍內(nèi)是否存在觸發(fā)物（燈亮表示紅外探頭檢測到信號;燈滅表示未檢測到信號），小黃燈是系統(tǒng)指示燈，系統(tǒng)預(yù)置是按下復(fù)位按鍵后系統(tǒng)將進(jìn)入預(yù)置狀態(tài)，此狀態(tài)下預(yù)置燈開始閃爍，20 s閃爍結(jié)束后系統(tǒng)進(jìn)入信號采集狀態(tài)，即燈滅后系統(tǒng)開始正常工作進(jìn)行信號捕獲，此時(shí)如果捕獲到信號，無線發(fā)射器將發(fā)送一個(gè)觸發(fā)信號，等待無線接收端接收后在屏幕上顯示。紅外熱釋電傳感器指示燈原理如圖3所示。

圖中EA引腳輸出高電平，當(dāng)P2.0～P2.2的端口輸出低電平時(shí)指示燈亮，三個(gè)指示燈分別有三個(gè)電阻，以防止電量過大導(dǎo)致燈滅。燈亮或滅的時(shí)間由內(nèi)部軟件程序控制。

3 HC-05藍(lán)牙傳輸模塊

HC-05藍(lán)牙傳輸模塊可用于短距離的交互通信，其結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、操作性強(qiáng)，可廣泛應(yīng)用于無線通信領(lǐng)域。

引腳說明：

RXD：接收端;

TXD：發(fā)送端;

AT：設(shè)置工作模式（自動連接或命令回應(yīng)）;

VCC：模塊供電正極（5 V）;

GND：模塊供電負(fù)極;

EN：使能端，需要進(jìn)入AT模式（命令回應(yīng)）時(shí)接

3.3 V電壓。

引腳連接如圖4所示。

按下模塊開關(guān)，指示燈慢閃（1 s亮1次），進(jìn)入AT模式。模塊默認(rèn)波特率為9 600，默認(rèn)密碼為1234，默認(rèn)名稱HC-05，AT+NAME=“XXXXX”（修改藍(lán)牙名稱），AT+PSWD=1234（藍(lán)牙密碼為1234）。

模塊指示燈說明：

（1）模塊上電，將KEY接高電平，此時(shí)指示燈慢閃

（1 s亮1次），模塊進(jìn)入AT狀態(tài)，此時(shí)波特率固定為

38 400;

（2）模塊上電后，將KEY懸空或接地，此時(shí)指示燈快閃

（1 s 2次），表示可進(jìn)行配對操作;

（3）模塊配對成功后，STA雙閃（1次閃2下，2 s閃1次）。

若單片機(jī)燒寫的波特率與藍(lán)牙模塊設(shè)置的波特率不同，則無法通信。

4 軟件設(shè)計(jì)

軟件部分采用C語言編寫，一方面完成區(qū)域的紅外檢測，獲取電信號并由無線發(fā)射器發(fā)出，同時(shí)以中斷方式添加按鍵復(fù)位功能;另一方面，通過對STM32管腳、時(shí)鐘、外設(shè)的配置，實(shí)現(xiàn)對觸屏的有效控制并正確顯示。主程序如下：

#include

#define uchar unsigned char

#define uint? unsigned int

sbit beep? = P2^3;

sbit red? ?= P2^2;

sbit green = P2^1;

sbit yellow = P2^0;

sbit hw? ? = P1^3;

bit flag_ms = 0;

uchar flag_alarm ;

uchar flag_bufang ;

uchar flag_bufang_en ;

uint? flag_value;

void main（）

{

time_init（）;

beep = 0;

delay_ms（200）;

P0 = P1 = P2 = P3 = 0xff;

while（1）

{

key（）;

yellow = ～hw;

if（key_can < 10）

{

key_with（）;

}

if（flag_ms == 1）

{

flag_ms = 0;

hongwai_dis（）;

}

}

}

5 結(jié) 語

本次設(shè)計(jì)將嚴(yán)格按照工程要求，制定完整的計(jì)劃和標(biāo)準(zhǔn)，確保所用開發(fā)板正常工作，并在此基礎(chǔ)上完成無線通信功能。無線通信的主要任務(wù)是通過無線發(fā)射器發(fā)送紅外捕獲的信號，在近距離范圍內(nèi)，無線接收器將接收的信號交由STM32處理并控制屏幕顯示信息，實(shí)現(xiàn)信息的無線傳輸。

隨著通信技術(shù)被廣泛應(yīng)用于國防、科研、生產(chǎn)等領(lǐng)域，對通信方式的要求也向無線、高效化方向發(fā)展，尤其在電子應(yīng)用方面，無線傳輸有著更為重要的意義。

參 考 文 獻(xiàn)

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